控制内燃发动机中的气缸排气门的控制单元及其中的方法技术

提供了控制内燃发动机中的气缸排气门的控制单元及其中的方法。该方法包括：控制第一组气缸的多个第一排气门，以在第一组气缸的排气阶段的一部分期间经由第一排气歧管将排气传送到涡轮机；控制第一组气缸的多个第二排气门，以在第一组气缸的排气阶段的一部分期间经由第二排气歧管将排气传送到排气再循环导管；控制第二组气缸的多个第一排气门，以在第二组气缸的排气阶段的一部分期间经由第一排气歧管将排气传送到涡轮机；控制第二组气缸的多个第二排气门，以在第二组气缸的排气阶段的一部分期间经由第二排气歧管将排气传送到EGR导管。第一组气缸的排气阶段在时间上与第二组气缸的排气阶段分离。还提供了计算机程序、载体、内燃发动机和交通工具。内燃发动机和交通工具。内燃发动机和交通工具。

【技术实现步骤摘要】
控制内燃发动机中的气缸排气门的控制单元及其中的方法


[0001]本文中的实施例总体上涉及涡轮增压器和排气再循环(EGR)。具体地，本文中的实施例涉及一种用于控制内燃发动机中的气缸的排气门的控制单元及其中的方法。而且，本文中的实施例涉及一种计算机程序和一种载体、以及一种内燃发动机和一种交通工具(vehicle)。

技术介绍

[0002]在内燃发动机中，排气再循环(EGR)是在汽油发动机和柴油发动机中使用的氮氧化物减排技术。EGR通过将发动机的排气中的一部分再循环回到发动机气缸来工作。这稀释了进入的空气流中的氧气，并提供对燃烧呈惰性的气体以充当燃烧热(combustion heat)的吸收剂，从而降低气缸峰值温度。这导致减少了氮氧化物的排放。然而，取决于涡轮增压器在内燃发动机中的布置，将排气的合适的EGR部分再循环回到发动机气缸存在一些挑战。
[0003]在一些情况下，例如，当把具有可变几何涡轮机(VGT)的涡轮增压器布置成与发动机的气缸的排气歧管相连时，可以通过控制发动机的气缸的进气歧管中的排气的压力(即，通过调节VGT的几何)而再循环排气的合适的EGR部分。把具有VGT的涡轮增压器布置成以这种方式执行EGR的缺点是：由于发动机气缸将不得不在排气侧上比在进气侧上克服更高的压力来工作，所以发动机的气体交换将减少。这也将增加需要执行的工作量，因而还增加了发动机的燃料消耗。
[0004]当把具有固定几何涡轮机(FGT)的涡轮增压器布置成与发动机的气缸的排气歧管相连时，通常不存在这个问题。这是因为：在这种情况下，排气侧上的压力与进气侧上的压力相同。然而，由于没有可用于驱动排气再循环回到发动机气缸的压力差，所以EGR再循环必须由在气缸的排气门打开时产生的排气脉冲驱动。然而，以这种方式将排气的合适的EGR部分再循环回到发动机气缸可能是复杂的。
[0005]WO 2014/137266中描述了当具有带FGT的涡轮增压器时的EGR再循环的一个示例。在此，描述了一种布置，其中，至少一个气缸中的排气门比至少一个其他气缸中的排气门打开得更早，以便使排气脉冲的强有力的早期部分驱动EGR再循环。除了导致发动机的功率将不能被保持以及增加的燃料消耗之外，这还将减少可用于供FGT使用的脉冲能量，因为至少一个气缸中的至少一个排气脉冲的强有力的早期部分反而将被用于EGR再循环。

技术实现思路

[0006]本文中的实施例的目的是改进来自内燃发动机中的气缸的排气的脉冲能量的使用。
[0007]根据本文中的实施例的第一方面，该目的通过一种由用于控制内燃发动机中的气缸的排气门的控制单元执行的方法来实现。该方法包括：控制用于第一组气缸的多个第一排气门，以在第一组气缸的排气阶段的一部分期间经由第一排气歧管将排气传送到涡轮机。而且，该方法包括：控制用于第一组气缸的多个第二排气门，以在第一组气缸的排气阶
段的一部分期间经由第二排气歧管将排气传送到排气再循环(EGR)导管。该方法还包括：控制用于第二组气缸的多个第一排气门，以在第二组气缸的排气阶段的一部分期间经由第一排气歧管将排气传送到涡轮机。另外，该方法还包括：控制用于第二组气缸的多个第二排气门，以在第二组气缸的排气阶段的一部分期间经由第二排气歧管将排气传送到EGR导管。第一组气缸的排气阶段在时间上与第二组气缸的排气阶段分离。
[0008]根据本文中的实施例的第二方面，该目的通过一种用于控制内燃发动机中的气缸的排气门的控制单元来实现。该控制单元被配置成控制用于第一组气缸的多个第一排气门，以在第一组气缸的排气阶段的一部分期间经由第一排气歧管将排气传送到涡轮机。该控制单元还被配置成控制用于第一组气缸的多个第二排气门，以在第一组气缸的排气阶段的一部分期间经由第二排气歧管将排气传送到排气再循环(EGR)导管。该控制单元还被配置成控制用于第二组气缸的多个第一排气门，以在第二组气缸的排气阶段的一部分期间经由第一排气歧管将排气传送到涡轮机。此外，该控制单元被配置成控制用于第二组气缸的多个第二排气门，以在第二组气缸的排气阶段的一部分期间经由第二排气歧管将排气传送到EGR导管。第一组气缸的排气阶段在时间上与第二组气缸的排气阶段分离。
[0009]根据本文中的实施例的第三方面，还提供了被配置成执行上述方法的计算机程序。此外，根据本文中的实施例的第四方面，还提供了被构造成承载用于执行上述方法的计算机程序的载体。
[0010]根据本文中的实施例的第五方面，该目的通过包括多个气缸的内燃发动机来实现，其中每个气缸包括用于将排气传送到涡轮机的第一排气门和用于将排气传送到排气再循环(EGR)导管的第二排气门。在内燃发动机中，所述多个第一排气门的开口的物理尺寸大于所述多个第二排气门的开口的物理尺寸。此外，根据本文中的实施例的第六方面，还提供了一种包括上述控制单元和/或上述内燃发动机的交通工具。
[0011]通过控制来自如上所述的内燃发动机中的第一组气缸(例如，前排气气缸组)的第一和第二排气门以及第二组气缸(例如，后排气气缸组)的第一和第二排气门，所生成的排气脉冲的不同部分可以用于交替地驱动涡轮机和EGR再循环，这取决于考虑到当前驱动模式或条件的最合适的策略。因此，实现了对所生成的排气的脉冲能量的更有效利用。因此，改善了来自内燃发动机中的气缸的排气的脉冲能量的使用。
[0012]在一些实施例中，可以执行第一两个控制步骤，使得排气阶段的其中排气被传送到涡轮机的部分对应于该排气阶段的较大部分，而排气阶段的其中排气被传送到EGR导管的部分对应于该排气阶段的较小部分，并且可以执行第二两个控制步骤，使得排气阶段的其中排气被传送到涡轮机的部分对应于该排气阶段的较大部分，而排气阶段的其中排气被传送到EGR导管的部分对应于该排气阶段的较小部分。可选地，可以执行所述第一两个控制步骤，使得排气阶段的其中排气被传送到涡轮机的部分对应于该排气阶段的较大部分，而排气阶段的其中排气被传送到EGR导管的部分对应于该排气阶段的较小部分，并且可以执行所述第二两个控制步骤，使得排气阶段的其中排气被传送到EGR导管的部分对应于该排气阶段的较大部分，而排气阶段的其中排气被传送到涡轮机的部分对应于该排气阶段的较小部分。在一些实施例中，该涡轮机可以是连接到第一排气歧管的单入口可变几何涡轮机(VGT)。
[0013]根据一些实施例，第一排气歧管可以连接到用于第一组气缸的所述多个第一排气
门和用于第二组气缸的所述多个第一排气门。此外，在一些实施例中，第二排气歧管连接到用于第一组气缸的所述多个第二排气门和用于第二组气缸的所述多个第二排气门。在一些实施例中，用于第一组气缸的所述多个第一和第二排气门以及用于第二组气缸的所述多个第一和第二排气门可以被布置成彼此独立地受到控制。在一些实施例中，用于第一组气缸的所述多个第一和第二排气门以及用于第二组气缸的所述多个第一和第二排气门是可变气门系统(VVA)的部分。
[0014]在一些实施例中，用于第一组气缸的所述多个第一排气门的开口的物理尺寸和用于第二组气缸的所述多个第一排气门的开口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由用于控制内燃发动机(10)中的气缸(1至6)的排气门(1A至6A、1B至6B)的控制单元(11)执行的方法，所述方法的特征在于，控制(410)第一组气缸(1至3)的多个第一排气门(1A至3A)，以在所述第一组气缸(1至3)的排气阶段(Δt1)的一部分期间经由第一排气歧管(12)将排气传送到涡轮机(8)；控制(420)所述第一组气缸(1至3)的多个第二排气门(1B至3B)，以在所述第一组气缸(1至3)的所述排气阶段(Δt1)的一部分期间经由第二排气歧管(7)将排气传送到排气再循环(EGR)导管(9)；控制(430)第二组气缸(4至6)的多个第一排气门(4A至6A)，以在所述第二组气缸(4至6)的排气阶段(Δt2)的一部分期间经由所述第一排气歧管(12)将排气传送到所述涡轮机(8)；以及控制(440)所述第二组气缸(4至6)的多个第二排气门(4B至6B)，以在所述第二组气缸(4至6)的所述排气阶段(Δt2)的一部分期间经由所述第二排气歧管(7)将排气传送到所述EGR导管(9)，其中，所述第一组气缸(1至3)的所述排气阶段(Δt1)在时间上与所述第二组气缸(4至6)的所述排气阶段(Δt2)分离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行控制(410、420)，使得所述排气阶段(Δt1)的其中所述排气被传送到所述涡轮机(8)的部分对应于所述排气阶段(Δt1)的较大部分，而所述排气阶段(Δt1)的其中所述排气被传送到所述EGR导管(9)的部分对应于所述排气阶段(Δt1)的较小部分，并且其中，执行控制(430、440)，使得所述排气阶段(Δt2)的其中所述排气被传送到所述涡轮机(8)的部分对应于所述排气阶段(Δt2)的较大部分，而所述排气阶段(Δt2)的其中所述排气被传送到所述EGR导管(9)的部分对应于所述排气阶段(Δt2)的较小部分。3.根据权利要求1所述的方法，其中，执行控制(410、420)，使得所述排气阶段(Δt1)的其中所述排气被传送到所述涡轮机(8)的部分对应于所述排气阶段(Δt1)的较大部分，而所述排气阶段(Δt1)的其中所述排气被传送到所述EGR导管(9)的部分对应于所述排气阶段(Δt1)的较小部分，并且其中，执行所述控制(430、440)，使得所述排气阶段(Δt2)的其中所述排气被传送到所述EGR导管(9)的部分对应于所述排气阶段(Δt2)的较大部分，而所述排气阶段(Δt2)的其中所述排气被传送到所述涡轮机(8)的部分对应于所述排气阶段(Δt2)的较小部分。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述涡轮机(8)是连接到所述第一排气歧管(12)的单入口可变几何涡轮机(VGT)。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述第一排气歧管(12)连接到所述第一组气缸(1至3)的所述多个第一排气门(1A至3A)和所述第二组气缸(4至6)的所述多个第一排气门(4A至6A)。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述第二排气歧管(7)连接到所述第一组气缸(1至3)的所述多个第二排气门(1B至3B)和所述第二组气缸(4至6)的所述多个第二排气门(4B至6B)。7.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述第一组气缸(1至3)的所述多个第一和第二排气门(1A至3A、1B至3B)和所述第二组气缸(4至6)的所述多个第一和第二排
气门(4A至6A、4B至6B)被布置成彼此独立地受到控制。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一组气缸(1至3)的所述多个第一和第二排气门(1A至3A、1B至3B)和所述第二组气缸(4至6)的所述多个第一和第二排气门(4A至6A、4B至6B)是可变气门系统(VVA)的部分。9.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述第一组气缸(1至3)的所述多个第一排气门(1A至3A)的开口的物理尺寸和所述第二组气缸(4至6)的所述多个第一排气门(4A至6A)的开口的物理尺寸分别大于所述第一组气缸(1至3)的所述多个第二排气门(1B至3B)的开口的物理尺寸和所述第二组气缸(4至6)的所述多个第二排气门(4B至6B)的开口的物理尺寸。10.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述第一组气缸(1至3)的燃烧循环相对于所述第二组气缸(4至6)的燃烧循环相移180度，使得所述第一组气缸(1至3)的排气阶段(Δt1)和所述第二组气缸(4至6)的排气阶段(Δt2)彼此相继。11.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述第一组气缸(1至3)是前排气气缸组的一部分，并且所述第二组气缸(4至6)是后排气气缸组的一部分。12.一种控制单元(11)，所述控制单元(11)用于控制内燃发动机(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：